Ван дер Ваальс пен сутегі байланыстары
Ван-дер-Ваальс күштері мен сутегі байланыстары молекулалар арасындағы молекулааралық тартылыс болып табылады. Кейбір молекулааралық күштер күштірек, ал кейбіреулері әлсіз. Бұл байланыстар молекулалардың әрекетін анықтайды.
Ван дер Ваальс күштері
Молекулааралық тартылыс үшін зарядтың бөлінуі болуы керек. H2, Cl2 сияқты симметриялы молекулалар бар, оларда зарядтардың бөлінуі жоқ. Бірақ бұл молекулаларда электрондар үздіксіз қозғалады. Демек, егер электрон молекуланың бір ұшына қарай жылжитын болса, молекулада лезде зарядтың бөлінуі болуы мүмкін. Электронның ұшы уақытша теріс зарядқа ие болады, ал екінші ұшы оң зарядқа ие болады. Бұл уақытша дипольдер көрші молекулада дипольді индукциялауы мүмкін, содан кейін қарама-қарсы полюстер арасында өзара әрекеттесу орын алуы мүмкін. Бұл әрекеттесу индукцияланған диполь-индукцияланған дипольдік әрекеттесу ретінде белгілі. Әрі қарай, тұрақты диполь мен индукцияланған диполь арасында немесе екі тұрақты диполь арасында өзара әрекеттесу болуы мүмкін. Осы молекулааралық әрекеттесулердің барлығы Ван-дер-Ваальс күштері ретінде белгілі.
Сутегі байланыстары
Сутегі фтор, оттегі немесе азот сияқты электртеріс атомға қосылғанда, полярлық байланыс пайда болады. Электртерістігіне байланысты байланыстағы электрондар сутегі атомына қарағанда электртеріс атомға көбірек тартылады. Демек, сутегі атомы ішінара оң заряд алады, ал электртеріс атом ішінара теріс заряд алады. Бұл зарядтың бөлінуі бар екі молекула жақын болғанда, сутегі мен теріс зарядталған атом арасында тартылыс күші болады. Бұл тартылыс сутегі байланысы ретінде белгілі. Сутектік байланыстар басқа дипольдік әрекеттесулерге қарағанда салыстырмалы түрде күшті және олар молекулалық әрекетті анықтайды. Мысалы, су молекулаларында молекулааралық сутектік байланыс бар. Бір су молекуласы басқа су молекуласымен төрт сутектік байланыс түзе алады. Оттегінің екі жалғыз жұбы болғандықтан, ол оң зарядталған сутегімен екі сутектік байланыс түзе алады. Сонда екі су молекуласы димер ретінде белгілі болуы мүмкін. Әрбір су молекуласы сутегімен байланысу мүмкіндігіне байланысты төрт басқа молекуламен байланыса алады. Бұл су молекуласының төмен молекулалық салмағы болса да, судың қайнау температурасының жоғарылауына әкеледі. Сондықтан сутегі байланыстары газ фазасына өткенде оларды бұзуға қажетті энергия жоғары болады. Әрі қарай сутегі байланыстары мұздың кристалдық құрылымын анықтайды. Мұз торының бірегей орналасуы оның суда жүзуіне көмектеседі, демек, қысқы кезеңде судағы тіршілікті қорғайды. Бұдан басқа, сутегі байланысы биологиялық жүйелерде маңызды рөл атқарады. Ақуыздар мен ДНҚ-ның үш өлшемді құрылымы тек сутегі байланыстарына негізделген. Сутегі байланыстары қыздыру және механикалық күштердің әсерінен жойылуы мүмкін.
Ван-дер-Ваальс күштері мен сутегі байланыстарының айырмашылығы неде?
• Сутегі байланыстары басқа молекуланың электртеріс атомы мен электртеріс атомымен байланысқан сутегі арасында пайда болады. Бұл электртеріс атом фтор, оттегі немесе азот болуы мүмкін.
• Ван-дер-Ваальс күштері екі тұрақты диполь, диполь-индукцияланған диполь немесе екі индукцияланған диполь арасында пайда болуы мүмкін.
• Ван-дер-Ваальс күштері орын алуы үшін молекулада міндетті түрде диполь болмауы керек, бірақ сутектік байланыс екі тұрақты диполь арасында орын алады.
• Сутегі байланыстары Ван-дер-Ваальс күштерінен әлдеқайда күшті.
